We extract a core principle underlying seemingly different fundamental distributed settings, showing sparsity awareness may induce faster algorithms for problems in these settings. To leverage this, we establish a new framework by developing an intermediate auxiliary model weak enough to be simulated in the CONGEST model given low mixing time, as well as in the recently introduced HYBRID model. We prove that despite imposing harsh restrictions, this artificial model allows balancing massive data transfers with high bandwidth utilization. We exemplify the power of our methods, by deriving shortest-paths algorithms improving upon the state-of-the-art. Specifically, we show the following for graphs of $n$ nodes: A $(3+\epsilon)$ approximation for weighted APSP in $(n/\delta)\tau_{mix}\cdot 2^{O(\sqrt\log n)}$ rounds in the CONGEST model, where $\delta$ is the minimum degree of the graph and $\tau_{mix}$ is its mixing time. For graphs with $\delta=\tau_{mix}\cdot 2^{\omega(\sqrt\log n)}$, this takes $o(n)$ rounds, despite the $\Omega(n)$ lower bound for general graphs [Nanongkai, STOC'14]. An $(n^{7/6}/m^{1/2}+n^2/m)\cdot\tau_{mix}\cdot 2^{O(\sqrt\log n)}$-round exact SSSP algorithm in the CONGNEST model, for graphs with $m$ edges and a mixing time of $\tau_{mix}$. This improves upon the algorithm of [Chechik and Mukhtar, PODC'20] for significant ranges of values of $m$ and $ \tau_{mix}$. A CONGESTED CLIQUE simulation in the CONGEST model improving upon the state-of-the-art simulation of [Ghaffari, Kuhn, and SU, PODC'17] by a factor proportional to the average degree in the graph. An $\tilde O(n^{5/17}/\epsilon^9)$-round algorithm for a $(1+\epsilon)$ approximation for SSSP in the HYBRID model. The only previous $o(n^{1/3})$ round algorithm for distance approximations in this model is for a much larger factor [Augustine, Hinnenthal, Kuhn, Scheideler, Schneider, SODA'20].


翻译:我们从表面上不同的基本分布设置中提取了一个核心原则, 显示磁度可能会在这些设置中引发更快的算法 。 为了利用这一点, 我们建立了一个新的框架。 我们开发了一个中间辅助模型, 在混合时间过低的情况下, 能够在 CONEST 模型中模拟 。 我们证明, 尽管施加了严格的限制, 这个人工模型可以平衡大量数据传输, 并且使用高带宽。 我们展示了我们方法的力量, 通过在最先进的模型中得出最短路径算法改进。 具体地说, 我们为 $的节点绘制了以下的图 : A( 3) QEepsielon, 在 CONESTEST 模型中模拟 $( sqrt\log n) 。 以普通的 美元计算, 以普通的 $( $) 平价计算, 以普通的 美元 平价计算, 以平价计算 和 美元平面的 。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月18日
一份简单《图神经网络》教程,28页ppt
专知会员服务
120+阅读 · 2020年8月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
270+阅读 · 2019年10月9日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
52+阅读 · 2019年9月29日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2019年5月5日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月22日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月17日
Arxiv
18+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月1日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2019年5月5日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员